就在7月23日,科技媒体Phys发布的一则消息引发了广泛关注:美国西北大学的科研团队,在一段承载着繁忙互联网流量的24.4公里商用光纤中,成功实现了纠缠光子对的传输,且纠缠保真度稳定超过了94%。

这项突破性成果已于7月20日发表在《Optica Quantum》期刊上。研究团队的资深作者、美国西北大学的普雷姆·库马尔(Prem Kumar)给出了一个生动的比喻:
与经典信号相比,量子信号极其微弱。你可以想象成一只蚂蚁穿越一条挤满大象的道路。我们的研究证明,光子能够经受住这样的考验,并保持纠缠状态。
这段24.4公里的商用光纤并非实验室专用线路——它日常承载的功率,足以每秒传输36太比特(Tbps)的经典数据,换算下来,相当于用单根光纤同时传输2000万个YouTube视频。在如此拥挤的“数据高速公路”上,量子信号这只“蚂蚁”竟能毫发无损地穿过,确实令人惊叹。

技术层面,团队为了实现两个异地节点之间的皮秒级时间同步,部署了一套名为White Rabbit的光学定时系统。该系统能够将网络两端同步到万亿分之一秒的精度,使隐藏在大量背景流量中的纠缠光子对能够被实时匹配。最终的实验测量结果显示,纠缠保真度超过94%。
这里简单解释一下:量子纠缠保真度用于衡量量子态在传输或操作后与原始状态的相似程度,数值越接近100%,说明信息保存得越完整。94%以上的保真度,意味着量子信号在穿越繁忙光纤后依然保持着高度完整性,这本身就是一个重要的里程碑。
值得一提的是,该团队早在2024年就曾在实验室环境中利用30公里光纤演示过量子隐形传态。而这次,他们将实验场景迁移到了真实的商用光纤上,难度又提升了一个层次。
团队下一阶段的目标是在承载商业流量的城域光纤上,完成远程节点间的完整量子隐形传态。库马尔坦言:“我们在纠缠分发这一环节跨越了一座主要桥梁,而隐形传态需要两步:先分发纠缠,再传递信息。每一步都更加复杂和困难,但我们正在证明其可行性。”
参考
